第九讲 二重积分的计算内容提要与典型例题

.,第九讲二重积分的计算内容提要与典型例题,.,二重积分的计算方法是累次积分法，化二重积分为累次积分的步骤是：,作出积分区域的草图,选择适当的坐标系,选定积分次序，定出积分限,1.关于坐标系的选择,这要从积分区域的形状和被积函数的特点两个方面来考虑,一、主要内容,.,被积函数呈,常用极坐标,其它以直角坐标为宜,2.关于积分次序的选择,选序原则,能积分，少分片，计算简,3.关于积分限的确定,二重积分的面积元,为正,确定积分限时一定要保证下限小于上限,积分区域为圆形、扇形、圆环形,.,看图定限穿越法定限和不等式定限,先选序，后定限,直角坐标系,先y后x，,过任一xa,b,作平行于y轴的直线,穿过D的内部,从D的下边界曲线,穿入,内层积分的下限,从上边界曲线,穿出,内层积分的上限,先x后y,过任一yc,d作平行于x轴的直线,定限,.,左边界,内层积分的下限,右边界,内层积分的上限,则将D分成若干个简单区域,再按上述方法确定每一部分的上下限,分片计算，结果相加,极坐标系,积分次序一般是,过极点O作任一极角为,的射线,从D的边界曲线,穿入,从,穿出,如D须分片,.,内下限,内上限,具体可分为三种情况,极点在D的边界上,是边界在极点处的切线的极角,绝大多数情况下为0,极点在D的内部,化累次积分后,外限是常数,内限是外层积分变量的函数或常数,极坐标系下勿忘r,极点在D的外部,.,4.关于对称性,利用对称性来简化重积分的计算是十分有效的，它与利用奇偶性来简化定积分的计算是一样的，不过重积分的情况比较复杂，在运用对称性是要兼顾被积分函数和积分区域两个方面，不可误用,对,若D关于x轴对称,.,.,若D关于y轴对称,若D关于原点对称,.,称为关于积分变量的轮换对称性,是多元积分所独有的性质,奇函数关于对称域的积分等于0，偶函数关于对称域的积分等于对称的部分区域上积分的两倍，完全类似于对称区间上奇偶函数的定积分的性质,简述为“你对称，我奇偶”,、简单地说就是,若D关于直线y=x对称,.,5关于二重积分的换元法,f(x,y)在D上连续,变换T：x=x(u,v),y=y(u,v),将uov平面上的闭区域D1变成xoy平面的闭区域D,（1）x=x(u,v),y=y(u,v)在D1上具有连续的一阶偏导数,（2）在D1上,.,基本要求:变换后定限简便，求积容易,注意,.,二、例题分析,例1计算,解,积分区域由不等式给出,在不等式中取等号所得的曲线是两个半圆,但它们围不成区域,都有意义,必须限制,因此D只能在x=0，x=2之间,确定了积分区域后，再看被积函数结合积分区域的特点，化成极坐标计算较为简单,.,显然,r呢？,极点在D的边界上，所以,那就错了,不能以为极点O在区域的边界上,就误以为对r积分的下限为0,定r的积分限，应先固定,以原点为起点作射线,这射线和两个半圆相交,积分限如何确定,.,尽管极点在D的边界上,但极角为,的射线并不是从极点穿入,而不是,域D的极坐标表示为,.,解,D关于x,y轴及原点及y=x对称,故,故,例2计算,.,解,例3计算,.,解,D的边界,极点在D的边界上,圆周在(0,0)的切线斜率为,故,例4计算,.,例5计算,解,（和差化积）,.,例6,设f(x)在0,1上连续,求,解,.,试将二重积分,化成定积分,解,由积分域和被积函数的对称性,有,用极坐标,例7,.,为将二次积分化为所需要的定积分，须变换积分次序,.,其次，